高考物理中常见摩擦力考题及解析

包长忠

【关键词】高中物理;摩擦力;解题

1 推断是否受到摩擦力问题

例1 在棋类的比赛中有专门讲解棋子步骤的棋盘，它是竖直放置的，在这个棋盘上的棋子可以随意移动但不会因为是竖直放置而掉落下来（棋盘和棋子都是由磁性材料制成的），下列选项中属于棋子不掉落下来原因的是（ ）

（A）受到的重力很小可忽略不计.

（B）和棋盘间存在很大的吸引力.

（C）受到棋盘对它向上的摩擦力.

（D）受到的空气的浮力等于重力.

解析 因为棋盘和棋子都是由磁性材料制成的，此时棋子共受到四个力的作用：重力、磁铁吸引力、棋盘支持力、静摩擦力.重力与静摩擦力平衡，吸引力与支持力平衡，此时合力为零，物体保持静止，不会掉下来.故棋子不掉下来的原因是受到棋盘对它竖直向上的摩擦力.故选（C）.

例2 如图1所示，下面的长木板为A ，以速度v1 在水平面上向右运动，物块B 则以速度v2 在木板A 的上面做同向运动，以下选项正确的是（ ）

（A）如果v=v，长木板A 与物块B 之间不存在滑动摩擦力.

（B）如果v >v，物块B 对长木板A 施加了一个向右的滑动摩擦力.

（C）如果v1

（D）如果v >v，长木板A 对物块B 施加了一个向左的滑动摩擦力.

解析 假如v=v，则A 、B 相对静止，A 、B 之间无滑动摩擦力，故选项（A）正确.假如v>v，则A 相对B 向右运动，故B 对A 施加向左的滑动摩擦力，选项（B）（D）错误.

2 推断摩擦力大小问题

例3 如图2所示，有一个木块A 的重力为GA=20N，有一个木块B 的重力为GB =10N，在大木块A 上施加一个水平推力F，木块A 与竖直墙面接触，木块A 和木块B 一起沿墙面匀速向下滑动，在推力F 保持不变时，取走木块B，此时再在木块A 的下方施加一个力F1，使木块A 恰好向上做匀速直线运动，求此时F1 的大小为（ ）

（A）20N. （B）40. （C）50N. （D）60N.

解析 物体A 和B 匀速下滑时，木块A 与木块B 组成的整体处于平衡状态，受竖直向下的重力G=G +G=20+10=30N，由平衡条件，得受到竖直向上的摩擦力：f =G =30N，才能合力为零，保持静止.将木块B 取走，在木块A 下方施加一个力F1，木块A 向上做匀速直线运动时，这时木块A 受到竖直向下的重力G =20N，由于压力F 不变，以及接触面的粗糙程度不变，所以，木块A 受到的摩擦力不变，摩擦力大小依然为f =30N，方向竖直向下，由于木块A 在竖直方向上受力平衡（竖直向下的重力和竖直向下的摩擦力平衡），故竖直向上的力F1=G +f =20+30=50N.

例4 如图3所示，在μ =0.2的粗糙水平面上放置一个质量M =2kg的木块，用一条细绳绕过定滑轮和一只m =0.1kg的桶相连（细绳质量不计），已知：M 受到的最大静摩擦力F =4.5N，g 取10N/kg，在下面四种情况下，求出M 所受到的摩擦力大小.

（1）M 处于静止状态时，只挂m0;

（2）只挂m 但在M 上再放一个M'=3kg的物体时;

（3）只在桶内加入m =0.33kg的砂子时;

（4）只在桶内加入m=0.5kg的砂子时.

解析 （1）因为mg=1N<Fmax，M 處于静止状态，受静摩擦力作用，由二力平衡得F=mg=1N.

（2）在M 上再放一个M'=3kg的物体，M 仍静止，仍受静摩擦力F =F =mg =1N.

（3）因为（m+m）g=4.3N<Fmax，故M 处于静止状态，所受静摩擦力F=（m+m）g=4.3N.

（4）因为（m +m）g =6N >Fmax，故物体运动，受到滑动摩擦力作用，所以F4 =F =μMg=4N.

3 推断摩擦力方向问题

例5 如图4所示，将一个重为40N 的木块放在水平地面上，物体在受到F1 =13N和F2 =6N的水平力的作用下静止不动，水平地面与木块之间的动摩擦因数μ =0.2.假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，求下面三种情况的摩擦力大小以及方向.

（1）在F1 与F2 的作用下，木块受到摩擦力的大小与方向;

（2）假设撤去力F，木块受到的摩擦力的大小和方向;

（3）假设撤去力F，木块受到的摩擦力大小和方向.

（3）撤去F，由于F>f，所以木块会向左运动，它所受的摩擦力为滑动摩擦力为， f =μG =8N，其方向水平向右.

例6 如图5所示的皮带传送装置，甲是主动轮，乙是从动轮，在传运过程中皮带不打滑，两轮边缘上的两点分别为P 、Q，选出正确的选项（ ）

（A）轮转动的方向均与P 、Q 两点的摩擦力方向相反.

（B）甲轮的转动方向与P 点的摩擦力方向相

反，且乙轮的转动方向与Q 点的摩擦力方向相同.

（C）甲轮的转动方向与P 点的摩擦力方向相

同，且乙轮的转动方向与Q 点的摩擦力方向相反.

（D）轮转动的方向均与P 、Q 两点的摩擦力方向相同.

解析 首先确定主动轮或从动轮，甲为主动轮，甲会先开始转动，因此皮带会阻碍甲的转动，所

以甲转动方向与轮受到的摩擦力方向相反.排除（C）（D）选项.从动轮为乙，因为受到皮带对它的摩擦力作用，所以乙转动时，摩擦力为动力，轮转动的方向与乙转动方向相同，排除（A）选项，（B）选项正确.答案选（B）.

4 结语

摩擦力是高考物理考查的重点及难点，教师在日常的教学中要仔细阅读题干信息，作好受力分析图示，用最简便的方法得出正确的答案是教师和学生的目标.因此，作好相关试题的解析工作，不同情况具体分析是提升学生解题技巧的关键.